Press


Press Releases

2020-09-02: Dresden start-up de-risks drug development

Dresden, September 2nd 2020

PRESS RELEASE

Dresden start-up de-risks drug development

PharmAI and 2bind discover side effects in record time

Side effects of drugs can have fatal consequences. It is therefore important to detect these side effects at an early stage. This is exactly what a new method developed by the Dresden-based start-up PharmAI GmbH and its partner, 2bind GmbH from Regensburg, is making possible. The two companies’ method combines artificial intelligence with highly efficient biophysical testing. The challenge of early side effect detection – which was previously similar to finding a needle in a haystack, requiring considerable time and resources – can now be addressed easily in less than two months thanks to this ground-breaking approach. This leads to a massive risk reduction in drug development.

PharmAI was founded in 2019 as a spin-off from TU Dresden. The company’s core software DiscoveryEngine is based on the analysis of 3D protein structure data. It uses information about the composition of proteins in the human body, viruses, or diseases and extracts knowledge on how these proteins interact with drugs and other small molecules. Using artificial intelligence-based algorithms, the software searches among hundreds of thousands of proteins and drugs for suitable associations. So far, the PharmAI team has used their technique to develop a new screening workflow for the identification of yet unknown drugs in challenging diseases. "Now, for the first time, we have used our technology to detect so-called off-targets – unwanted protein targets that lead to side effects," explains PharmAI CEO Dr. Joachim Haupt.

In the current project with 2bind, PharmAI is working on a highly relevant protein, the enzyme MAPK14. This enzyme is present in many cell types and is important for DNA repair. In recent years, it has become clear that MAPK14 is also involved in autophagy, cellular waste disposal, and is therefore also of interest in cancer therapy. Using the DiscoveryEngine, the PharmAI team identified connections between the kinase inhibitor SB203580 and other proteins. Kinase inhibitors are among the most effective anti-cancer drugs because they can slow down tumor growth significantly. However, they often do not act selectively and therefore also influence other enzymes. The risk of harmful and even potentially fatal side effects is therefore high. "Together, using our new methodology, we can rapidly find such undesired off-targets," Dr. Haupt continues.

By using the DiscoveryEngine, the experts from Dresden discovered 13 proteins that represent potential off-targets which needed further validation in laboratory tests. PharmAI found a competent partner for in vitro validation in 2bind, which are experts for validating artificial intelligence predictions. “We take the actual, physical off-targets to the lab, mark them with a special fluorescent dye and test the binding of the kinase inhibitor it all started with, SB203580”, explains 2bind’s CSO Dr. Maximilian Plach. Of the 13 tested proteins, binding was observed for six, which corresponds to an extraordinarily high hit rate of 46 percent.

This method of testing is not only effective, fast and cost-efficient, but it also conserves resources: “Only the tiniest amounts of protein are used to validate the computer-aided predictions in the laboratory” Dr. Plach adds. This is an important point, since there are usually no financial means and time available for the production of large amounts of protein. With this joint effort, PharmAI and 2bind are confident to help revolutionizing the search for undesired side effects in drug research. The presented newly developed methodology makes a significant contribution to de-risk drug development efforts.

The photo for the press release can be used free of charge for reporting purposes.

Caption: Christoph Leberecht (Software Engineer), Dr. Joachim Haupt (CEO), and Dr. Florian Kaiser (CTO) are driving the technology development in the international PharmAI team (from left to right).

Credits: Braun-Bunt Photography

About PharmAI

The start-up PharmAI was founded in 2019 as a spin-off from the TU Dresden. The company’s core software DiscoveryEngine is based on the analysis of 3D protein structure data. It uses information on the composition of proteins in the human body, viruses, or diseases and extracts knowledge on how these proteins interact with drugs and other small molecules. This is a kind of jigsaw puzzle driven by the unique way how small molecules interact with binding pockets – small cavities on the protein surface. The technology, which is based on artificial intelligence, is used by its customers to find new molecules for the treatment of diseases or to detect undesired side effects in a very short time. PharmAI currently has eight team members.

Contact

PharmAI GmbH
Tatzberg 47
01307 Dresden

Jana Mundus
+49 351-41881626
press@pharm.ai

About 2bind

2bind GmbH was founded in Regensburg in 2011 and provides tailor-made biophysics services and solutions that are perfectly adjusted to precise needs in key, high-value areas of Drug Discovery, Antibody Research, Aptamer Characterization, and Protein Biophysics. A state-of-the-art portfolio of biophysical technologies enables them to provide a complete and comprehensive analysis set from affinity and stability to kinetics and thermodynamics. This method portfolio includes, among others, MicroScale Thermophoresis (MST), nano-Differential Scanning Fluorimetry (nanoDSF), Biolayer Interferometry (BLI), and Isothermal Titration Calorimetry (ITC). Currently, the company has nine team members.

Contact

2bind GmbH
Am Biopark 11
93053 Regensburg

Dr. Thomas Schubert (CEO)
schubert@2bind.com
+49 941 2000 0890

Download PDF version

Pressemitteilungen

2020-09-02: Dresdner Start-up macht Medikamente sicherer

Dresden, 2. September 2020

PRESSEMITTEILUNG

Dresdner Start-up macht Medikamente sicherer

PharmAI und 2bind entdecken Nebenwirkungen in Rekordzeit

Nebenwirkungen von Medikamenten können fatale Folgen haben. Deshalb ist es wichtig, sie frühzeitig zu erkennen. Genau das ermöglicht eine neue Methode des Dresdner Start-ups PharmAI und seines Partners, der 2bind GmbH aus Regensburg. Die beiden Unternehmen kombinieren dafür Künstliche Intelligenz und hocheffiziente biophysikalische Tests. Bisher stellte die frühe Identifikation unerwünschter Wirkungen von Arzneien eine enorme – mit hohem Ressourcenaufwand verbundene – Herausforderung dar und glich der sprichwörtlichen Suche nach der Nadel im Heuhaufen. Mit dem neuen Ansatz liegen Ergebnisse bereits nach acht Wochen vor. Das hilft Risiken der Wirkstoffforschung enorm zu senken.

PharmAI ist eine Ausgründung der Technischen Universität Dresden. Die entwickelte Software DiscoveryEngine des 2019 gegründeten Start-ups basiert auf der Analyse von Proteinstrukturdaten. Sie nutzt Informationen über die Beschaffenheit der Proteine im menschlichen Körper, von Viren oder anderen Krankheitserregern und extrahiert Wissen darüber, wie diese Eiweiße mit bekannten Wirkstoffen und anderen niedermolekularen Verbindungen in Wechselwirkung treten. Mittels cleverer Algorithmen und künstlicher Intelligenz sucht die Software unter vielen hunderttausend Kandidaten in einer Datenbank nach passenden Verbindungen zwischen Proteinen und Wirkstoffen. Bisher nutzte das Team von PharmAI diese Technik, um einen Screening-Workflow zu entwickeln, welcher dazu eingesetzt wird, neue Therapiemöglichkeiten zu finden, indem die DiscoveryEngine noch unbekannte Verbindungen zwischen Krankheiten und Wirkstoffen aufdeckt. „Nun haben wir unsere Technologie erstmals dafür verwendet, sogenannte Off-Targets aufzuspüren – also unerwünschte Wirkstoffziele, die zu Nebenwirkungen führen“, erklärt PharmAI-Geschäftsführer Dr. Joachim Haupt.

In einem aktuellen Projekt mit 2bind beschäftigte sich PharmAI mit dem Enzym MAPK14. Es ist in vielen Zelltypen vorhanden und unter anderem für die DNA-Reparatur von Bedeutung. In den vergangenen Jahren wurde deutlich, dass MAPK14 auch an der Autophagie, der zellulären Müllabfuhr, beteiligt ist und damit ebenfalls für die Krebstherapie von Interesse ist. Mittels der DiscoveryEngine suchten die Wissenschaftler Verbindungen zwischen einem sogenannten Kinase-Inhibitor namens SB203580 und anderen Proteinen. Kinase-Inhibitoren gehören zu den wirksamsten Mitteln gegen Krebs, weil sie das Tumorwachstum bremsen können. Sie agieren jedoch nicht selektiv und können damit auch andere Enzyme ausschalten. Die Gefahr schädlicher und sogar potenziell tödlicher Nebenwirkungen ist deshalb groß. „Gemeinsam fanden wir mit unserem Verfahren sehr schnell genau solche unerwünschten Nebeneffekte“, erklärt Haupt weiter.

Durch den Einsatz der DiscoveryEngine stießen die Experten aus Dresden auf 13 Proteine, die potenzielle Off-Targets darstellten. Diese sollten im Anschluss im Labor getestet werden. Mit 2bind – einem Experten für die Validierung von durch künstliche Intelligenz erzeugten Vorhersagen – hat PharmAI dafür einen kompetenten Partner gefunden. „Wir bringen die tatsächlichen, physischen Off-Targets ins Labor, markieren diese mit einem Fluoreszenzmarker und testen die Bindung des Kinase-Inhibitors, mit welchem alles angefangen hat: SB203580,” erklärt Dr. Maximilian Plach, CSO bei 2bind. Von den getesteten 13 Proteinen wurde für sechs ein Bindungsverhalten beobachtet, was einer außergewöhnlichen Trefferquote von 46 Prozent entspricht.

Die neu entwickelte Methode ist nicht nur effektiv, schnell und kostengünstig, sondern auch ressourcenschonend. „Für die Validierung der rechnergestützten Vorhersagen im Labor werden nur winzigste Mengen an Protein verwendet“, fügt Dr. Plach hinzu. Ein wichtiger Punkt, denn in der Regel stehen keine finanziellen Mittel und Zeit für die Produktion großer Proteinmengen zu Verfügung. Mit ihrem Service wollen PharmAI und 2bind deshalb auch in Zukunft dabei helfen, die Suche nach unerwünschten Nebenwirkungen in der Wirkstoffforschung zu revolutionieren. Die hier beschriebene neue Methode leistet einen signifikanten Beitrag dazu, die Medikamentenentwicklung sicherer zu machen.

Das Foto zur Pressemitteilung kann kostenlos für die Berichterstattung genutzt werden.

Bildunterschrift: Im internationalen Team von PharmAI bringen Christoph Leberecht (Software Engineer), Dr. Joachim Haupt (CEO) und Dr. Florian Kaiser (CTO) die Technologie voran (v.l.n.r.).

Bildquelle: Braun-Bunt Fotografie

Über PharmAI

Das 2019 gegründete Start-up PharmAI ist eine Ausgründung aus der Technischen Universität Dresden. Grundlage der Arbeit des Unternehmens ist die eigens entwickelte DiscoveryEngine. Auf der Basis von Proteinstrukturdaten identifiziert die Software in riesigen Datenbanken Wirkstoffkandidaten, indem sie Bindungen von Proteinen aus Menschen, Viren oder Krankheiten mit denen von Wirkstoffen vergleicht. Eine Art Puzzle, welches die Bindetaschen, die kleinen Vertiefungen auf Proteinen, ermöglichen. Die auf künstlicher Intelligenz basierte Technologie wird durch die Kunden der PharmAI GmbH dazu genutzt, um neue Wirkstoffe für Therapien von Krankheiten zu finden oder aber auch um unerwünschte Nebenwirkungen in kürzester Zeit aufzuspüren. Das Start-up hat seinen Sitz in Dresden und derzeit acht Teammitglieder.

Über 2bind

Die 2bind GmbH, gegründet 2011 in Regensburg, bietet perfekt auf den Kunden zugeschnittene Dienstleistungen in biophysikalischer Analytik. Ihre Tätigkeitsbereiche umfassen unter anderem Medikamententwicklung, Antikörperforschung, Aptamercharakterisierung, Proteinbiophysik und Formulierungsentwicklung. Mit einem Portfolio modernerster biophysikalischer Technologien ist 2bind in der Lage das komplette Analysespektrum von Affinität, über Kinetik und Thermodynamik, bis hin zu Stabilität und Formulierung hoch qualitativ und kosteneffizient anzubieten. Dieses Methodenportfolio umfasst unter anderem MicroScale Thermophoresis (MST), nano-Differential Scanning Fluorimetry (nanoDSF), Biolayer Interferometry (BLI), und Isothermal Titration Calorimetry (ITC). Ein dynamisches Team aus neun Wissenschaftlern sichert der 2bind GmbH schnelle Reaktionen auf die unterschiedlichsten Kundenbedürfnisse zu.

Kontakte für Medienanfragen:

PharmAI GmbH
Tatzberg 47
01307 Dresden

Jana Mundus (PR Representative)
+49 351-41881626
press@pharm.ai

2bind GmbH
Am Biopark 11
93053 Regensburg

Dr. Thomas Schubert (CEO)
+49 941 2000 0890
schubert@2bind.com

PDF-Version herunterladen

Press / PR Contact

 

Jana Mundus

Public Relations


 

Photos / Material

Top